Вунтесмері В.С. Мосійчук В. гр.РА-11
, де
-
в децибелах.
0,1
0,01 р.с.ч
f
При наближенні
до
ростуть амплітуди струмів до
,
тобто наступає резонанс, втрати
ростимуть теж до .
Вибираємо робочу смугу частот (р.с.ч.) там, де мінімальні втрати.(див. на мал.)
Єдина хвиля , яку можна застосувати для передачі на сигналу на великі відстані – це хвиля
( у неї з збільшенням втрати спадають, див. на мал.).
- задана в довідниках.
Збудження в хвилеводі
Раніше ми розглянули розв’язки хвильового рівняння з краєвими умовами і отримали типи хвиль, які можуть існувати в хвилеводі .
Збуджувати хвилі в хвилеводі можна штирем, магнітною антеною(рамкою), щілиною зв’язку.
Тут треба розв’язувати рівняння Генгольца з правою частиною. Випромінювач повинен бути розташований в середині хвилеводу – це потрібно для знаходження структури поля
Розглянемо фізичні методи збудження хвилеводів:
1) Збуджуючий пристрій створює в хвилеводі електричне поле, що співпадає з електричним полем хвилі необхідного нам типу:
Елементарний електричний вібратор виступає, як збуджуючий пристрій – це коаксіальна лінія передачі, внутрішній провідник якої виступає над площиною.
Для збільшення інтенсивності цей випромінювач розташовують в пучності електричного поля.
хвиля типу Т
Ми маємо вертикальну і горизонтальну
складові електричного поля, але
вертикальні лінії синфазні, а горизонтальні
складові знаходяться в проти фазі і
компенсуються. Тому тут ми маємо збуджуюче
поле
паралельне провіднику. Наприклад, для
штир треба розмістити в центрі хвилеводу,
бо там
:
штир
коаксіал
Ми отримали періодичну функцію з періодом
, яку можна розкласти в ряд Фур’є:
х
і отримуємо:
перша гармоніка:
друга гармоніка:
третя гармоніка:
четверта гармоніка:
п’ята гармоніка:
Якщо все це скласти, то отримуємо:
Тобто штир збуджує не одну хвилю
,
а багато хвиль, але вони не всі будуть
поширюватись, бо це залежить від
. Інші хвилі на відстані
будуть зменшуватись в
(по
експоненті);чим вищий тип хвилі, тим
швидше вона згасає.
Електромагнітна хвиля від штиря буде поширюватися в обидві сторони. Щоб цього не було, треба одну сторону хвилеводу закоротити.
Збуджуючий пристрій для односпрямованого
хвилеводу розташовують на відстані
від закоротки:
H10
H50 H30
P
P
Глибина і величина зонду вибирається з умов узгодження коаксіалу та хвилеводу.
Для збудження хвилі в прямокутному хвилеводі потрібно два штиря з протилежною фазою струму:
E
Хвиля
- чиста
Тут збуджуються
Хвилі
,
і т.д.
Збудження
хвилі
: 
збуджуватися не буде, т.я. вона
перпендикулярна до штиря.
Збуджуючий пристрій збуджує в хвилеводі магнітне поле, що співпадає з магнітним полем хвилі необхідного нам типу хвилі:
Магнітне поле
створюється магнітним диполем, яким у
нас виступає рамка, по якій тече струм
. Необхідно, щоб магнітні лінії були
перпендикулярні до площини рамки. Для
того, щоб зонд збуджував тільки магнітне
поле, а електричне ні, ставиться екран:
Вид
зверху
екран
магнітна рамка
Вид збоку
G
Збуджуючий пристрій збуджує в стінках хвилеводу струми, що співпадають з струмами необхідного нам типу хвилі:
Треба прорізати в хвилеводі ті щілини, що перетинають лінії струму перпендикулярно:
згустки
електронів
-Uв “+”
резонансна
діафрагма
(слюда)
К
-Uk
Електрони, які пролітають через сітку утворюють згустки (тому, що поле то гальмуюче, то прискорююче). Тобто тут ми маємо модуляцію по швидкості, яка перетворюється на лінії дрейфу електронів (модуляція по густині).
Коли електрони пролітають через сітку і поле гальмуюче, то електрони віддають свою енергію полю резонатора (тобто амплітуда коливань в резонаторі зростає);
Таким чином, даний пристрій може використовуватися, як генератор коливань (енергія в резонатор вноситься за рахунок модуляції електронів по густині).
Для хвилі типу Т струми течуть так:
Поперечні відносно струму щілини випромінюють, а повздовжні – ні.
a
h a
прямокутний хвилевід
Через щілину зв’язку відбувається зв’язок двох об’ємів (прямокутного і коаксіального хвилеводів). Тобто в коаксіальному хвилеводі ми маємо хвилю типу Т, яка через щілину збуджує в прямокутному хвилеводі хвилю типу .